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他白天搞科研晚上卖酱油,身为华裔两次错失诺奖却仍鲜有人知 精选

已有 10708 次阅读 2017-12-28 23:10 |系统分类:人物纪事

  对于每个人来说,想必在学生时代都绕不开与荷尔蒙一词纠缠的日子。

  中学课本上,作为激素总称的它手下那些生长激素、胰岛素、肾上腺激素等十余种激素并不陌生。

  但诸如它们各自的结构、作用是什么之类的问题总是困扰着我们。

  

  有些人甚至为了它挠破头皮,无心睡眠最后还是在考试中落个苦不堪言的下场。

  而在上个世纪90年代,也有这么一位中国人跟我们有过同样的苦恼。

  只不过不同的是,他当时连它们是什么都不知道,在实验室艰难地将它们分离出来并确定其结构。

  尽管他也曾两次被提名的诺贝尔医学奖,但他的故事却很少被人提起。

  

  广州培英中学旧图

  1913年4月21日,李卓皓出生在广州番禺的一个家庭里。

  父母都曾受过没上过学的亏,因而格外看重子女的教育。

  16岁时,李卓皓就从培英中学毕业,考上了南京金陵大学(今南京大学前身)化学系。

  1933年,他以优异的成绩获得硕士学位后,顺利留在学校成为了一名助教。

  

  金陵大学

  可比起成为一名教师,他更希望自己能在化学领域有所建树。

  当时中国没有足够的知识和先进的仪器设备,李卓皓根本不可能实现自己的愿望。

  2年的时间里,他每天过着浑浑噩噩的生活。

  连真正想要研究的方向都没有找到,更别说是动手进行实验了。

  

  加州大学伯克利分校

  1935年,李卓皓终于下定决心出国留学。

  可当他向加州大学伯克利分校提出申请,却惨遭拒绝。‘

  不过,李卓皓并未没有放弃。他托人找到加州大学化学院院长Gilbert Lewis,递上自己曾经发表过的论文。

  院长被他的执着和才华打动了,便改变了主意,同意他留下来当博士。

  留学期间,他一边求学,一边打工赚钱维持生计,可谓是异常艰辛。

  而那时浓郁的排华氛围也让他受尽了灯塔国人的冷眼。

  

  Gilbert Lewis

  1938年,李卓皓终于取得了化学动力学博士学位。

  本打算一毕业就回国的他,却因为战况而被迫留在了美国。

  他四处找工作却屡屡碰壁,很多时候不是他不够优秀而是因为那该死的排华情绪。

  后来好不容易他学校的实验生物研究所愿意给他提供的一份工作。

  

  加州大学伯克利分校

  可工作的内容却跟他之前的专业完全搭不上边。

  但为了生活,他也还是只能硬着头皮改行研究生物化学。

  即便已经向现实妥协,但微薄的收入并不足以支撑他生存。

  很长的日子里,他不得不白天上班,晚上自制酱油在路边出售,以此维持基本的生活。

  

  脑垂体位置分布图

  高中学习过生物的我们都知道,脑垂体是人体内最重要的分泌器官,负责分泌生长激素等多种重要的激素。

  它对我们人体的生长和发育有着不可或缺的作用。

  但在那个年代,科学家对脑垂体的研究才刚开始。

  他们只知道它会分泌一些物质,可关于它们的成分和作用却是一概不知。

  

  李卓皓的工作正是这片几乎一片空白的领域进行开拓性研究。

  而他的实验室还被安排在地下室的一个小房间里,设备简陋还时常有老鼠在周围穿梭。

  学过有机化学的朋友都知道,分离和提纯激素是一个磨人的工作。

  更何况当时蛋白质化学还处在起步阶段,加上那时简陋的仪器,可能一个不小心就前功尽弃了。

  

  生长激素

  可即便再艰苦,李卓皓也从未想过要放弃。

  那段时间,他收集了数以千计的羊脑,一一搅碎,一遍又一遍地进行高精细的实验。

  终于在1940年,他成功分离萃取出促黄体激素(LH)并在分子层面上确定了促黄体激素的化学及生理性质。

  此后数年,勤奋的他还相继分离出促卵泡激素、促肾上腺皮质激素、生长激素、促黑激素、泌乳素等。

  

  垂体的解剖图

  高中学过生物的我们知道垂体这个神奇的器官,一共能分泌出9种激素。

  而其中就有8种都是他在这段艰苦的岁月中首先分离、确定其分子结构的。

  如果说对激素的萃取分离让李卓皓在化学界名气大增,那么人工合成生长激素才真正让他的大名刻在了化学研究的丰碑上。

  

  当李卓皓第一次从牛身上分离出生长激素,他想起了当年卖酱油时在一旁乞讨身材非常矮小的老汉。

  那么,这促进生长的生长激素能否帮助那些身体矮小的人重新长大呢?

  可牛身上提取的生长激素又能对人有什么用呢?并没有!

  所以,李卓皓转而研究人脑并在1956年,发表了《人类和猿猴生长激素的分离方法及性质》一文。

  文中指出,生长激素对患有侏儒症的儿童有一定的治疗效果。

  

  他还千辛万苦地研究出了一种从人体尸体中分离和纯化生长激素的方法。

  仅在1973年,就有80000余个脑垂体被收集,用于治疗约3000名患有侏儒症的儿童。

  可人的尸体数目终究有限,无法不能满足所有患者的需求。

  为什么不进行人工生长激素的合成呢?

  

  促肾上腺皮质激素化学结构式

  那时大家的思路是,根据已知激素的氨基酸序列,想方设法去寻找方法对应着进行人工合成。

  但他们都一一失败了,像激素这样复杂的多肽分子进行合成已几乎是不可能的事。

  然而,分离萃取激素多年的李卓皓却细心地注意到了一个有趣的现象。

  他发现一般实验室提取的某个激素,常常与其他激素在生物学功能上有所重叠。

  

  事实上,大家对这种现象早已习以为常了,默契地认为这是分离萃取时的交叉污染造成的。

  但李卓皓却对此耿耿于怀,因为他认为不可能都那么凑巧,莫非是不同激素中原本就存在着共性?

  根据经验,他大胆地设想激素间有部分结构是同源的。

  而激素作用并不由是全部激素分子决定的,极有可能是其中分子中的部分结构起作用。

  

  肽是氨基酸单体聚合成的短链

  不久后他的猜测便得到证实。

  因为他在确定了促黑激素的氨基酸序列。

  刚好它有18个氨基酸组成的序列同时存在于促肾上腺皮质激素。

  这就解释了促肾上腺皮质激素也有刺激黑色素细胞作用的原因,且其作用的产生只需要激素分子的部分结构。

  

  人体生长激素(的hGR)和催乳素(PRL)总肽结构的比较显示40%的序列同源性

  简单来说,这些重叠的功能说明不同激素之间,会存在某些共有结构。

  而这些共有结构,可能是人工合成激素的关键。

  那么先确定生长激素的结构,再来尝试生长激素的合成,会不会有新的突破呢?

  顺着新的实验思路之后,李卓皓又开始用各种化学方法将天然的生长激素分子打断,以便得出它的基本组成。

  

  李卓皓工作图

  1966年,他终于确定了人类生长激素的结构,由256个氨基酸组成。

  4年后,李卓皓开始了合成生长激素的尝试。

  这很快获得成功,它一下子轰动了整个医学界,也为日后大规模生产生长激素打下了基础。

  这一项成就,使他获奖无数,日后拯救了百万家庭。

  内啡肽分子结构图

  可盛誉之下,他还是选择专心从事贝塔-内啡吠的研究,分离、纯化 、鉴定并合成人类的内啡吠。

  这为世界上许多研究内啡吠生理机能的单位提供内啡吠材料 。

  

  目前它是世界上可以使用足量但不会让人上瘾的止痛剂。

  

  这是他又为人类作出的另一重大贡献。

  除了学术上的成就,他还到处讲学,无私地跟全世界分享自己的成果。

  

  现在的清华大学生物系

  值得一提的是,1976年清华大学重建生物系 ,邀请他回来讲学。

  接到祖国的邀请后,他二话不说就答应了。

  当时清华生物系条件很差 , 系馆临时设在一个破旧的平房里 ,连教师队伍都还没完善。

  大家都担心他这样一个世界著名科学家适应不来。

  但是出人意外 , 他不仅没有摆架子 , 还十分认真工作 。
除了给全校作学术报告外,天天都到系里给给当时的老师们指导工作。

  

  屠呦呦获美国拉斯卡奖

  他于1962年获得有“美国诺贝尔奖”之称的拉斯卡医学奖。

  迄今为止,只有4位华人科学家获颁拉斯卡奖。

  

  而李卓皓是第一位获奖华人,同时也是唯一一位获得基础医学奖的华人科学家

  他奉献了毕生的精力为下垂体研究领域带来了许多零的突破和新的发现。

  美国《时代》杂志曾称他为“脑下垂体大师”

  遗憾的是他曾两次获得诺贝尔奖提名,但不知为何他终生未能得到诺贝尔奖评委会的认可。

  

  但这些都不是重要的,李卓皓一生致力于科学研究,发表论文1200多篇。

  正如他所说只要一息尚存,就一息致力于科学研究。

  *参考资料

  李卓美. 缅怀杰出的脑垂体内分泌生物化学家李卓皓博士[J].化学通报,1991, (5): 49-52

  张家庆. 纪念国际杰出的华裔科学家, 实验内分泌学家李卓皓教授诞辰 100 周年[J]. 中华内分泌代谢杂志, 2013, 29(12): 1003–1005.

  科学档案|发现激素的他[EB/OL]. [2017-09-26].

  李卓皓[EB/OL]. [2017-09-26].





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